A MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA KUTATÓHELYEINEK ÉVI TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEI. Matematika és természettudományok. Budapest 2010

Átírás

1 A MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA KUTATÓHELYEINEK ÉVI TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEI I. Matematika és természettudományok Budapest 2010

2 A Magyar Tudományos Akadémia matematikai és természettudományi kutatóhelyeinek beszámolói alapján az intézmények vezetıinek aktív közremőködésével szerkesztették az MTA Titkársága Kutatóintézeti Fıosztályának, valamint a Támogatott Kutatócsoportok Irodájának a munkatársai Banczerowski Januszné fıosztályvezetı Hegedős Krisztina Herczeg György Horváth Csaba Kern Boglárka Redler László Idei Miklós 2

3 TARTALOMJEGYZÉK A táblázatokkal kapcsolatos megjegyzések... 5 Matematikai és természettudományi kutatóintézetek Atommagkutató Intézet... 8 Földrajztudományi Kutatóintézet Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet Geokémiai Kutatóintézet Izotópkutató Intézet Kémiai Kutatóközpont összesen Kémiai Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet Kémiai Kutatóközpont Biomolekuláris Kémiai Intézet Kémiai Kutatóközpont Nanokémiai és Katalízis Intézet Kémiai Kutatóközpont Szerkezeti Kémiai Intézet Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet KFKI Atomenergia Kutatóintézet KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet Matematikai és természettudományi támogatott kutatócsoportok BME Alkaloidkémiai Kutatócsoport BME Anyagszerkezeti és Modellezési Kutatócsoport BME Fémtechnológiai Kutatócsoport BME Fizikai Geodézia és Geodinamikai Kutatócsoport BME Gépek és Jármővek Dinamikája Kutatócsoport BME Irányítástechnológiai Kutatóintézet BME Kondenzált Anyagok Fizikája Kutatócsoport BME Mőszaki Analitikai Kémiai Kutatócsoport BME Szerves Kémiai Technológia Kutatócsoport BME Sztochasztika Kutatócsoport BME Vízgazdálkodási Kutatócsoport DE Homogén Katalízis Kutatócsoport DE Számelméleti Kutatócsoport DE Szénhidrát-kémiai Kutatócsoport ELTE Egerváry Jenı Kombinatorikus Optimalizálási Kutatócsoport ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport ELTE Fehérjemodellezı Kutatócsoport

4 ELTE Geológiai, Geofizikai és Őrtudományi Kutatócsoport ELTE Peptidkémiai Kutatócsoport ELTE Statisztikus és Biológiai Fizika Kutatócsoport ME Anyagtudományi Kutatócsoport ME Mőszaki Földtudományi Kutatócsoport MTM Paleontológiai Kutatócsoport PE Levegıkémiai Kutatócsoport PPKE-SE Neurobiológiai és Infobionikai Plaszticitás Kutatócsoport SZTE Analízis és Sztochasztika Kutatócsoport SZTE Lézerfizikai Kutatócsoport SZTE Mesterséges Intelligencia Kutatócsoport SZTE Sztereokémiai Kutatócsoport SZTE Szupramolekuláris és Nanoszerkezető Anyagok Kutatócsoport SZTE Bioszervetlen Kémiai Kutatócsoport (Társult tag) SZTE Reakciókinetikai Kutatócsoport (Társult tag)

5 A TÁBLÁZATOKKAL KAPCSOLATOS MEGJEGYZÉSEK A legtöbb táblázatban szereplı adatot az intézetek vagy a csoportok adták meg. Az intézetek pénzügyi és létszámadatait a Pénzügyi Fıosztály adta meg a pénzügyi beszámolók alapján. Többéves pályázatoknál mindig az adott évre esı összeg lett feltüntetve forintban. A beszámolók táblázataiban indexszel megjelölt számok jelentései: 1 Az éves gazdasági beszámolóban szereplı átlagos statisztikai állományi létszám. 2 A kutatói besorolásban lévı közalkalmazottak évi tényleges átlaglétszáma. Az átlaglétszámba beletartoznak a részmunkaidıben foglalkoztatottak is. Ezekben az esetekben a részmunkaidısök létszáma a ledolgozott órák alapján lett teljes munkaidıs létszámra átszámítva. 3 Itt külön megadtuk tájékoztatásul azoknak az akadémikusoknak a tényleges számát, akik az intézettel munkaviszonyban nem állnak, de tudományos tevékenységük kapcsolatban áll az intézet tevékenységével. 4 Mindazon publikációk száma, amelyeket az illetı kutatóhely második indexszel megjelölt helyen számbavett szerzıje jelentetett meg (tehát azok és csak azok cikkei, akik 2009-ben az intézet állományában voltak). A publikációkba beletartoznak: a tudományos és ismeretterjesztı munkák, tanulmány, cikk, könyv, könyvfejezet, jegyzet, atlasz, tematikus térkép. 5 Mindazon tudományos publikációk száma, amelyeket az illetı kutatóhely második indexszel megjelölt helyen számbavett szerzıje jelentetett meg, és amelyek megfelelnek a TPA (MTMT) ajánlásában megadott feltételeknek és a publikáción a szerzı kutatóhelyeként szerepel a kutatóhely neve. 6 A folyóiratok évi impakt faktorait használtuk. 7 A tárgyévben a kutatóhely állományában lévı kutatóknak az adott kutatóhelyen vagy jogelıdjében az utolsó 15 évben ( között) született cikkeire való 2009-ben történt hivatkozások száma (az egyszerő hivatkozás, valamint egy tudományos munkáról szóló recenzió tartozik ide), az MTA TPA (MTMT) számára leadott listák alapján. A bibliográfiai adatként szereplı mővek száma itt nem szerepel. 8 Ide csak a tudományos könyveket vagy atlaszokat soroljuk. 9 A tárgyévben kiállított oklevelek alapján. 10 Nemzeti úton megadott oltalmak: szabadalom, formatervezési minta, használati minta, védjegy, földrajzi árujelzı, növényfajta-oltalom, kiegészítı oltalmi tanúsítvány. 11 Megadott külföldi oltalmak: hatályosított európai szabadalom, közösségi védjegy, nemzetközi, Madridi Megállapodás szerinti védjegy, közösségi növényfajta-oltalom. 12 Külön az elıadások és külön a poszterek száma, abban az esetben is, ha a konferencia kiadványban nem jelentek meg, de dokumentált formában ellenırizhetık. 5

6 13 Itt csak a kormányszintő vagy ezzel ekvivalens országos és nemzetközi, nem megbízási díjért végzett szakpolitikai tanácsadó tevékenységet, bizottsági részvételt soroltuk fel. 14 Mindazon személyek száma, akik hazai felsıoktatási intézményben rendszeresen (nem feltétlen heti rendszerességgel), tantervi keretek között oktatnak. A külföldi egyetem számára végzett oktatási tevékenységet, a felkérésre tartott elıadásokat és a szakdolgozat, diplomamunka, PhD-téma vezetését a beszámoló III., illetve IV. pontjában találjuk. Az adatok a 2008/2009-es tanév második és a 2009/2010-es tanév elı szemeszterére vonatkoznak. 15 A kutatóhely állományában lévı kutatók által felsıfokú oktatási intézményben tartott, hivatalosan bejegyzett reguláris és speciális elıadások valamint gyakorlatok 2008/2009-es tanév második és a 2009/2010-es tanév elsı szemeszteri együttes óraszáma. Itt nem tüntettük fel az intézményben TDK, diploma illetve PhD-hallgatók által eltöltött, vagy rájuk fordított óraszámot. 16 A 2009 évben a kutatóhely részére a Magyar Államkincstár által kiutalt összes költségvetési támogatást csökkentettük a következı tételekkel: központi beruházási támogatás, felújítási támogatás, más tárcáktól bármilyen céllal átadott támogatás, pályázati programok támogatása összegével ben az MTA keretbıl a kutatóhely rendelkezésére álló fiatal kutatói álláshelyek száma. 18 A teljes saját bevétel megegyezik a pályázati, szabadalmi és a nem pályázati külsı megrendelés keretében kapott bevételek összegével. 19 Az utolsó három év átlaga. 20 Az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében (pl. GOP) elnyert támogatások. 6

7 MATEMATIKAI ÉS TERMÉSZETTUDOMÁNYI KUTATÓINTÉZETEK 7

8 ATOMMAGKUTATÓ INTÉZET 4026 Debrecen, Bem tér 18/c, 4001 Debrecen, Pf. 51. Telefon: , Fax: honlap: I. A kutatóhely fı feladatai a beszámolási évben Az intézet fı feladatai az alapító okiratban foglaltak szerint a következık: alap- és alkalmazott kutatások folytatása az atommagfizikában, az atomfizikában és a részecskefizikában. Fizikai ismeretek és módszerek alkalmazása más tudományágakban (anyagtudomány és anyagvizsgálat, földtudományok és környezetkutatás, orvosi-biológiai kutatások) és a gyakorlatban. Az alap- és alkalmazott kutatásokhoz szükséges módszerek és eszközök fejlesztése. Közremőködés a posztgraduális képzésben és a felsıoktatás feladatainak ellátásában. Az alaptevékenységgel azonos területen kiegészítı tevékenység végzése. II. Az év folyamán elért kiemelkedı kutatási és más jellegő eredmények, azok gazdasági-társadalmi haszna Kvantummechanika Az egydimenziós Schrödinger-egyenlet egzakt megoldásait eredményezı hatékony módszert kiterjesztették a helyfüggı effektív tömeggel jellemezhetı problémákra. Szemben az e területen eddig született egzaktul megoldható feladatokkal a módszer garantálja, hogy az effektív tömegnek sem zérushelyei, sem szingularitásai nincsenek, továbbá speciális esetként tartalmazza a konstans tömeg esetét is. Példaként egy olyan potenciált tekintettek, amely magán viseli mind a harmonikus oszcillátor, mind pedig a Morse-potenciál jellegzetességeit, és egzakt formában megadták az energia-sajátértékeit és a megfelelı normált hullámfüggvényeket. Ismeretes, hogy egy maximálisan összefont állapotú fizikai rendszer két távoli részén kétkimenetelő méréseket végrehajtva a rendszer bármely kvantumkorrelációja reprodukálható klasszikus modell keretein belül, ha a két távoli alrendszer között megengedünk 2 bit kommunikációt. Az intézet kutatói megmutatták, hogy ezen 2 bit szükséges is. Bevezették a korrelációk zárt halmaza fogalmat. Információelméleti elveken alapuló, de tágabb értelemben véve bármely konzisztens fizikai elméletnek bizonyos lokális mőveletekre nézve zártnak kell maradnia. Korrelációk ezen zárt halmazát vizsgálva megállapítható, hogy mely információelméleti elvek azonosak (ekvivalensek) és melyek különböznek ténylegesen egymástól. Ezen módszer segítségével leszőkíthetı a szóba jöhetı poszt-kvantummechanikai alternatív fizikai elméletek száma. Végezzünk méréseket egy fizikai rendszer két, egymástól elváló részén. Tekintsük azt a halmazt, amelyet a részrendszereken végrehajtott mérések kimeneteleinek együttes valószínőségei alkotnak. Klasszikus fizikai rendszer esetén ez a halmaz egy sík lapokkal határolt konvex alakzat. A határoló lapokat az úgynevezett szoros Bell-egyenlıtlenségek jelölik ki. A kvantumelmélet szerint a Bell-egyenlıtlenségek sérülhetnek, ily módon kvantumrendszereken történı mérésekkel kaphatunk olyan pontokat is, amelyek a klasszikus halmazon kívül esnek. Ha bármilyen kvantumrendszert megengedünk, a teljes halmaz, az úgynevezett kvantumtest szintén egy konvex alakzat, amely nagyobb, mint a klasszikus 8

9 halmaz, és magában foglalja azt. Az intézet kutatói megmutatták, hogy az általános várakozásokkal szemben arra a kvantumtestre, amelyet úgy kapunk, hogy véges számú állapottal rendelkezı kvantumrendszerekre korlátozzuk magunkat, ezen állítások nem igazak, azaz a halmaz nem konvex, és nem tartalmazza a teljes klasszikus halmazt. Részecskefizika Az Atomki munkatársai a korábbi években a CMS müondetektorainak pozicionálásával kapcsolatban jelentıs fejlesztést végeztek el. Az elmúlt évben is alapvetı szerepet játszottak; üzemeltették a kiépített rendszert és további fejlesztésekben vettek részt. A CERN-CMS együttmőködés keretében folytatták a második kvantumszíndinamikai sugárzási korrekciók számítására alkalmas általános módszer kifejlesztését. Sikerült megadni az egyszeresen feloldatlan partonsugárzást leíró közelítı mátrixelemek integráljainak analitikus alakját. Magfizika Elsıként figyeltek meg rezonanciákat az 232 U hasadási valószínőségében a 4,8 MeV alatti gerjesztési energiatartományban. A megfigyelt hasadási rezonanciákat olyan rotációs sávokkal írták le, melyek közös tehetetlenségi nyomatékkal rendelkeznek, és a sávok tagjainak relatív intenzitása állandó. Az illesztés során kapott rotációs paraméter értéke: ħ 2 / 2θ = (1,96 ± 0,11) kev, amely a hiperdeformált magalakra jellemzı rotációsparaméterértéknek felel meg. A hasadványok szögeloszlásának mérése lehetıvé tette az egyes rotációs sávokhoz tartozó K-érték meghatározását. A neutronban gazdag szén atommagok valencianeutronjai gyengén kötöttek, és glória-szerően veszik körül a mag törzsét. Ez az elrendezés szokatlan magfizikai jelenségek létrejöttét teszi lehetıvé. A nehéz szén atommagok kvadrupólus viselkedésének tanulmányozására a 20 C atommagot ólom és folyékony hidrogén céltárgyon szóratták a japán nemzeti laboratóriumban, a RIKEN-ben. Megállapították, hogy a Coulomb-gerjesztés hatáskeresztmetszete anomálisan kicsi a nukleáris gerjesztéséhez képest. Ezt a jelenséget csak úgy lehetett értelmezni, ha feltételezték, hogy a valencianeutronok kvadrupólus mozgása sokkal gyengébben csatolódik a törzs mozgásához, mint ahogy az a stabilitási sáv közelében megszokott. Korábbi vizsgálataikban megmutatták, hogy a könnyő, erısen neutrongazdag atommagokban a neutronegyrészecske-energiák a protonszámmal erısen változnak, ami pl. az N=8 és az N=20 héjzáródások megszőnéséhez vezet. Azért, hogy információt kapjanak az egyrészecskeállapotok más magtartományokban mutatott viselkedésérıl, az N=82 héjzáródás erısségét vizsgálták a 131 In hosszú élettartamú állapotainak a tanulmányozásával (GSI, Németország, RISING együttmőködés). Ebben az atommagban meghatározták a 17/2 + impulzusmomentumú állapot energiáját, aminek héjmodell-analízisével kimutatták, hogy ha 2 protont elveszünk a 132 Sn atommagból, akkor az N=82 héjzáródás erıssége 600 kev-vel csökken. Ez az érték arra enged következtetni, hogy az N=82 héjzáródás Z=40-nél, a 122 Zr atommagban megszőnik. A páratlan neutronszámú 127 Ce és 129 Ce atommagok forgási sávjait vizsgálták az Euroball és Eurogam γ-detektor-rendszerrel. Számos új forgási sávot találtak a két izotópban, a már ismerteket pedig nagyobb spinértékekig terjesztették ki. A kísérleti eredményeket forgatott Woods-Saxon-potenciált használó modellszámolásokkal összevetve az új sávokra egyrészecske-konfigurációkat határoztak meg. Azt találták, hogy a könnyő, páratlan neutronszámú cérium izotópok negatív paritású forgási sávjai rendellenesen nagy szignatúra- 9

10 felhasadást mutatnak, ami az atommag alakjának a tengelyszimmetriától való eltérése esetén várható. Ezen eltérés oka valószínőleg az, hogy a γ-puha magtörzset a h 11/2 -alhéj közepérıl származó nagy impulzusmomentumú neutronok polarizálják. Ezek az eredmények újabb bizonyítékot szolgáltatnak a statikus háromtengelyő atommagalakok létezésére. A detektálási technika fejlesztési területére esı vizsgálataik során meghatározták egy 2 x2 mérető LaBr 3 :Ce γ-detektor teljesenergia-hatásfokát és energiafeloldását a 700 kev 17,6 MeV-es γ-energiatartományban. A detektor abszolút hatásfokának meghatározására γ- forrásokat és az intézet 5 MV-os Van de Graaff gyorsítójával kiváltott (p,γ)-reakciókat használtak. A kristály kísérletileg meghatározott relatív energiafeloldása a más típusú szcintillációs detektoroké közül a legjobbnak bizonyult. A könnyő töltött részecskék detektálására szolgáló, Atomkiban kifejlesztett DIAMANT segéddetektort sikeresen alkalmazták az EXOGAM (GANIL, Franciaország) és az AFRODITE (ithemba LABS, Dél-Afrikai Köztársaság) gamma-spektrométerekkel végzett mérésekben. A detektorrendszer segítségével a protonstabilitási vonal közelébe esı egyes A~130 atommagokra jósolt nagy alapállapoti deformációt kívánják kimutatni. Új módszert, tömegszeparátort alkalmazva meghatározták az ısrobbanás és a csillagok energiatermelése szempontjából fontos 3 He(α,γ) 7 Be reakció hatáskeresztmetszetét széles energiatartományban. Alfa-indukált magreakciók hatáskeresztmetszetét határozták meg a 113 In magon, és levonták az asztrofizikai konzekvenciákat. A 89 Y magon végzett nagy pontosságú rugalmas alfa-szórási mérésekbıl az alfa mag optikai potenciálra, illetve annak neutronszám-függésére vontak le következtetéseket. A 74 As atommag bomlásának széles hımérséklettartományban történı vizsgálatával cáfolták azt a jóslatot, hogy a bomlás felezési ideje függhet a hımérséklettıl. Nagy pontossággal meghatározták a 154 Tb mag m1 izomer állapotának felezési idejét. Megmérték a 12 Be elsı gerjesztett állapotának élettartamát, és megerısítették az N=8-as mágikusság megszőnését a stabilitástól távol. A 20 O tükörmagjának, a 20 Mg izotópnak a vizsgálatával megerısítették a 20 O-nál kimutatott valencianeutron-lecsatolódás jelenségét. Az 36 Ar atommaggal kapcsolatos elméleti klasztermodell-vizsgálataik azt mutatták, hogy ebben a magban hiperdeformált sávok is kialakulhatnak, és az ezekhez tartozó állapotok legkönnyebben a 24 Mg + 12 C és 20 Ne + 16 O reakciók segítségével gerjeszthetık. Intézeten kívüli független kísérleti vizsgálatok a megjelölt reakciókat használva megerısítették a hiperdeformált sáv létezését az 36 Ar-ban. Az intézet kutatóinak meghatározó szerepük volt a komplex energiájú Gamow-állapotokat tartalmazó egyrészecske-bázis (Berggren-reprezentáció) fejlesztésében ben a korábbi évtizedek eredményeit is összegzı cikket jelentettek meg. Ez a munka összefoglalja a Berggren-reprezentációval kapcsolatos ismereteket és a héjmodellben történı alkalmazásokat, amelyek a különféle típusú óriásrezonanciáktól az egzotikus könnyő atommagok szerkezetének számolásáig sok magfizikai problémára kiterjednek. Protonnyalábokkal Mo, Er, Tm, Hf, Zr és Cd céltárgyakon, deuteronnyalábokkal Hf, Co, Fe és Zr céltárgyakon, alfa-részecskékkel Ho és Hf céltárgyakon, míg 3 He-részecskékkel Zn, Pd, Cd, Ta és Pt céltárgyakon elıidézett reakciók gerjesztési függvényét mérték és számították ki 10

11 elméletileg a NAÜ orvosi és ipari alkalmazások szempontjából nagy jelentıségő nukleáris adatbázisának bıvítése érdekében. Atomfizika Víz céltárgyon szóratott pozitronok energiaeloszlását vizsgálták 100 ev és 153 ev ütközési energiákon. Koincidenciavizsgálattal állapították meg, hogy egy adott pozitronszóródás során a visszamaradt rendszer H 2 O + ion-e, vagy az OH + és H + fragmentumok valamelyike. Az energialeoszlás maximális értéke OH + és H + esetén 5-10-szer kisebb volt, mint H 2 O + esetében. Kis molekulák (H 2 O, H 2 S, CH 4, C 6 H 6 ) nagy töltéső ionokkal történı besugárzásánál az elektronbefogás és a molekula azt követı széttörésének folyamatát vizsgálták. A méréssorozat három jelentıs megfigyelést eredményezett: az azonos sebességő és azonos elektronszerkezető, de kismértékben eltérı töltéső lövedékionok (N 6+, O 7+ ) minden céltárgy esetén jelentısen eltérı domináns fragmentációs csatornákat eredményeztek; a nagyon hasonló szerkezető H 2 O és H 2 S molekulák esetén az egymásnak megfeleltethetı fragmentációs utak ugyancsak jelentısen eltérı valószínőséggel valósultak meg; a vízmolekula fragmentációjában olyan anomális fragmentum-szögeloszlásokat találtak, amelyeket elméletileg egyelıre nem tudtak értelmezni. Az eredmények elméleti értelmezése nemzetközi együttmőködésben folyik. Egy új méréssorozatot indítottak a többszörös befogással létrehozott, legalább kétszeresen gerjesztett semleges molekulák és molekulaionok állapotainak vizsgálatára az autoionoizációs folyamatban kilépı elektronok mérésével. Az elsı eredmények, némi meglepetésre, nagy negatívion-hozamokat mutattak, melyek az alkalmazott mérési módszer mellett megjelennek az elektronspektrumokban. Ennek a megfigyelésnek nagy jelentısége lehet sugárkárosodási folyamatok vizsgálatában. A DORIS III (Hamburg, Németország) szinkrotronon végzett mérések eredményei igazolták a korábban a MAX-II-n (Lund, Svédország) megfigyelt bal-jobb aszimmetria létezését a fotoelektronok szögeloszlásában. Méréseiket az elızıtıl teljesen eltérı berendezéseken végezték ugyan, de a kísérleti aszimmetriaparaméterek nagyon jó egyezést mutattak egymással. Ebbıl arra következtettek, hogy a fotoelektronok szögeloszlásának paritássértı viselkedése magából a foton atom kölcsönhatásból ered. Kr 4p fotoelektronok szögeloszlásának a DORIS III (Hamburg, Németország) szinkrotronon végzett mérésébıl kimutatták, hogy a Kr 3d-héj rezonáns gerjesztése jelentısen módosítja a 4p fotoelektronok szögeloszlását. A dipólkölcsönhatás mellett jelentıs járulék származik a magasabb multipólusokból is (elektromos kvadrupól, mágneses dipól). Továbbá, a kísérleti és az általuk kidolgozott elméleti modell adatainak összehasonlítása egyértelmően mutatja, hogy a függetlenrészecske-modell nem alkalmas a direkt és a nem direkt ionizációs folyamatok leírására. Félklasszikus leírásban kiszámították azon legerjesztıdés és annihiláció hatáskeresztmetszeteit, melyek a kezdetben nagy pályaimpulzusnyomatékú antiprotonnak egy nehéz részecskével történı ütközésekor következnek be. Kimutatták a dipol és sudden ütközési mechanizmusok jelentıségét kis és nagy bombázó energiáknál, és fıkvantumszám szerinti skálázási szabályokat állapítottak meg. Igen kis energiájú antiprotonok és He-atomok ütközésében elsıként határozták meg kísérletileg a kétszeres ionizációs hatáskeresztmetszeteket. Az antiproton energiája 3-tól 25 kev-es energiatartományba esett. 11

12 Pozitrónium ionizációját vizsgálták klasszikus, lineárisan polarizált lézertérben klasszikus és kvantummechanikai közelítéseket alkalmazva. Számításaikat az idıfüggı Schrödinger egyenlet egzakt megoldásával kapott eredményekkel is összevetették. A 100 kev He 2+ - He ütközésében vizsgálták a két elektron emisszióját. A folytonosan torzított hullámú közelítésben elvégzett számításaik azt mutatták, hogy a kilökıdött elektronok energia- és szögeloszlása alakjának kialakításában a végállapoti elektronkorreláció játssza a meghatározó szerepet. Részletesen vizsgálták a lövedékion folytonos energiájú állapotaiba történı elektronbefogódás folyamatát is. Ez az ún. kételektronos cusp, amelyet korábban kísérletileg mutattak ki az intézetben a He 0 He ütközésben. A számítási eredményeik összhangban vannak a megfigyelések fıbb adataival. Kifejlesztették a helyzetérzékeny MCP detektorral történı kétdimenziós szögeloszlás-mérések módszerét a nanométeres kapillárisokból kilépı ultraibolya fotonokra és néhány kev energiájú ionokra és atomokra. A részecskék azonosítását is lehetıvé tevı módszerben a töltésállapotok szétválasztására elektrosztatikus eltérítést alkalmaztak, a semleges részecskék detektálásában és azonosításában pedig az amplitúdó-eloszlások különbözıségét használták ki. Szilárdtest- és felületfizika, anyagtudomány és statisztikus fizika Polietilén tereftalát és polikarbonát anyagú szigetelı kapillárismintákban vizsgálták az ionterelıdés mechanizmusát nemzetközi együttmőködésben: Debrecenben az Atomki elektron-ciklotronrezonanciás ionforrásánál és a hollandiai Groningenben a KVI Zernike LEIF laboratóriumában. Részleteiben tanulmányozták a kapilláris belsejében kialakuló töltésszigetek egymást követı felépülését, valamint az azt kísérı, az ionok egy részénél bekövetkezı semlegesítıdés folyamatát. Az utóbbi vizsgálatokat Debrecenben végezték 3 kev energiájú Ar 7+ nyalábbal. A kapillárisminták µm vastagságú fóliákból készültek ionnyom-maratásos technikával 50, 200 és 400 nm kapillárisátmérıvel. A különbözı töltésállapotú ionokat elektromos térrel szétválasztották, majd intenzitásukat helyzetérzékeny MCP detektorral mérve azt tapasztalták, hogy a kapillárisokból kilépı ionok többsége megırizte eredeti töltésállapotát, de néhány százalékban teljesen semlegesítıdtek. Az alacsonyabb töltésállapotú ionok száma az észlelési küszöb alatt volt. A különbözı dılésszögekben elhelyezett kapillárismintákon való áthaladás után a helyzetérzékeny detektorral megmérték az ionok és az azokból keletkezett atomok szögszórását is az idı függvényében. Az ionok átlagos eltérülési szöge, a korábbi kísérleteknek megfelelıen, erısen oszcilláló viselkedést mutat, míg az atomokra ez alig volt jellemzı. Az atomok intenzitása viszont erısen dinamikus viselkedést mutatott: kis értékrıl indulva az ionok intenzitásánál lényegesen gyorsabban növekedett. Ezek a megfigyelések a szigetelı kapillárisokban történı semlegesítıdés folyamatának új modelljéhez vezettek, mely az ionterelıdés alapjelenségének megértését is nagyban elımozdíthatja. Monte Carlo szimuláció segítségével elsıként mutatták meg, hogy az elektronok szigetelı nano-kapillárison történı átvezetése teljes mértékben eltér a nagytöltéső ionok esetéhez képest. Míg ionok esetében a kapilláris belsı felületének feltöltıdése miatt az ionok a felülettel történı közvetlen ütközés nélkül jutnak át, az elektronok átvezetésében jelentıs szerepet kap a kapillárisfelülettel történı közvetlen kölcsönhatás, mely rugalmas és rugalmatlan ütközések sorozatában jelenik meg. Szilárd Si-mintáról visszaszóródott elektronok energiaveszteségi spektrumainak szimulációja során az interferenciaeffektusok elhanyagolásából, illetve a rugalmas szórási folyamatok pontatlan figyelembevételébıl adódó hiba nagyságára adtak becslést. A különbözı primer 12

13 energiájú (800 ev és 2000 ev) elektronok és szórási geometriai konfigurációk esetében az elektronok energiaveszteségi folyamatainak leírására különbözı elméleti modelleket alkalmaztak. A számított adatokat összehasonlítva a meglévı kísérleti eredményekkel megmutatták, hogy az interferenciaeffektusok elhanyagolásából származó hiba jelentısen kisebb, mint a rugalmas szórás hatásának pontatlan figyelembevételébıl adódó hiba, még viszonylag kis (800 ev) primer elektron energiánál is. A minta dielektromos függvényének és a rugalmas elektronszórási hatáskeresztmetszeteknek mint bemenı paramétereknek a felhasználásával számított eredmények sokkal jobban egyeznek a kísérleti adatokkal, mint a korábbi munkák eredményei. Rugalmascsúcs-elektronspektroszkópia és az elektronszórás Monte Carlo szimulációja segítségével a 4 8 kev primer elektronenergia-tartományban meghatározták a rugalmatlan elektronszórás közepes szabad úthosszát (IMFP) 3d átmeneti fémekre (Mn, Cr, Co és Fe) és különbözı összetételő NiFe ötvözetekre. A Co kivételével a 3d átmeneti fémekre meghatározott IMFP értékek jól egyeznek a közelítı formulákból kapott, illetve az optikai adatokból számított értékekkel. Ezek az elektrontranszport-paraméterek szükségesek a kemény röntgensugárzással keltett fotoelektron- és Auger-spektrumok rugalmatlan elektronszórási hátterének pontos figyelembevételéhez. Különbözı összetételő NiFe ötvözetekre meghatározták a kemény röntgensugárzással keltett elektronok spektrumaiból az ötvözet-fém Auger-paraméter-eltolódásokat, és sőrőségfunkcionál-elmélet segítségével (a Wien 2K programcsomagot használva) kiszámították a komponensek közötti töltésátadást. A Fe komponensre vonatkozóan az átadott töltések és a megfelelı ötvözet-fém Auger-paraméter eltolódások között lineáris összefüggést találtak, amely lehetıvé teszi ismert összetételő ötvözetek esetében az ötvözetek stabilitását meghatározó átadott töltések nagyságának becslését az Auger-paraméterek analízisébıl. 3d átmeneti fémek (Cu, Ni, Mn, Co, Cr, Fe) elektronállapotainak sőrőségeit határozták meg a sőrőségfunkcionál-elmélet és a Wien 2K programcsomag segítségével, alapállapotban és 1s héj vakancia jelenlétében. A betöltött és a be nem töltött állapotok sőrőségeibıl meghatározták az együttes állapotsőrőségeket, valamint a fémek kísérleti REELS spektrumaiból a Werner által javasolt modell és algoritmus alkalmazásával a fémek elektronenergiaveszteségi függvényeit származtatták. A meghatározott eloszlások szükségesek az adott fémek törzs-fotoelektron spektrumvonalainak alakjában tükrözıdı elektronszerkezeti hatások pontos leírásához. Wolfram felület környezetében egyidejő XUV és NIR sugárzás hatására indukált elektrongerjesztéseket és transzportfolyamatokat vizsgáltak. Elıször az XUV foton hatására a szilárd mintában keltett elektronok sebességeloszlását írták le, majd az elektronok bolyongását a szilárdtestben (figyelembe véve mind a rugalmas, mind pedig a rugalmatlan szórásokat), amíg azok kilépnek a mintából. Meghatározták az emittált elektronok energia- és keletkezési helye szerinti eloszlásait. Attoszekundumos idıskálán azt kapták, hogy a törzselektronok a vezetési elektronokhoz képest késleltetve lépnek ki a felületbıl. Megmutatták, hogy a H és D csúcsok könnyen azonosíthatók a jég felületérıl visszaszórt elektronok spektrumaiban. Kísérleti megfigyeléseik jó egyezésben vannak a Monte Carlo számításaikkal. Különbözı hordozókba beágyazott szuperionikus kristály nanoporkompozitok és kerámiák fizikai tulajdonságainak szemcseméretfüggését határozták meg az Ungvári Egyetemmel együttmőködésben. 13

14 Anomális röntgendiffrakciós mérések értelmezéséhez modellezéssel meghatározták a rétegszerkezetek paramétereinek (a rendszámkontrasztnak, a rétegvastagság-aránynak, a határfelületek alakjának, a rétegek keveredésének) és a szórási energiának a hatását a diffrakciós intenzitáseloszlásra. Az elektron-ciklotronrezonanciás ionforrásnál (ECR) a plazma szisztematikus megfigyelése és tanulmányozása céljából nagyszámú nagyfelbontású plazmafotót és -filmet készítettek a látható fény tartományában. Vizsgálták a fı külsı beállító paraméterek (gáznyomás, gázösszetétel, mágneses tér, mikrohullámú teljesítmény és frekvencia) hatását a plazma alakjára, színére és szerkezetére. Megvalósították a kétfrekvenciás üzemmódot (9+14 GHz), és fotókat készítettek e speciális, csillag a csillagban plazmáról. Részletes tanulmány készült az ECR-plazmák színének elemzésére és megértésére. A fotósorozatok analizálása összességében rengeteg kvalitatív és számos értékes fizikai információt adott az ECRplazmák természetérıl. A kutatók tudomása szerint a látható fény tartományában ez az elsı ilyen részletes, szisztematikus vizsgálat. A kétdimenziós sine-gordon kvantumtérelméleti modellen végzett vizsgálatokkal megmutatták, hogy a vékonyréteg-szupravezetık, ezen belül a magas átmeneti hımérséklető réteges szupravezetık áramvezetési tulajdonságainak értelmezésében kulcsfontosságú Kosterlitz-Thouless-Berezinskii-fázisátalakulás a fázisdiagram két vonzó tartománya között fellépı átmenetként fogható fel. Megvizsgálták továbbá a kétdimenziós sine-gordon modellek renormálásának a sémafüggését, vagyis azt, hogy az eredmények milyen mértékben függnek a különbözı renormálásicsoport-módszerektıl. Szekunder semleges részecskéket felhasználó tömegspektrométerrel (SNMS-sel) vizsgáltak elektrokémiai módszerrel elıállított nanométeres vastagságú mágneses vékonyfilmszerkezeteket. FeCoNi-ötvözetek mélységprofil-analízisébıl megállapították, hogy a jól ismert preferenciális leválás hogyan módosítja a film hordozóhoz közeli 150 nm-es rétegvastagságban az elemösszetételt. Az SNMS alkalmazása ezen a területen teljesen újnak számít. Az így nyert információk jelen pillanatban úttörı jellegőeknek tekinthetık. Az Elektronikai Anyagok és Mágnesség Intézetével (Parma) folytatott együttmőködésben kémiai rétegpárologtatással elıállított Ge és GaAS félvezetı rétegszerkezetek határfelületeinek mélységprofil-vizsgálatát végezték el. A termikus stabilitásra kapott eredményeknek a félvezetı szerkezetek elıállításában van jelentısége. A hidrogénezett amorf Si/Ge rétegrendszerek termikus stabilitásának SNMS-vizsgálata során alacsonyszögő röntgendiffrakció és transzmissziós mikroszkópia segítségével követték nyomon a különbözı ideig tartó hıkezelések hatására fellépı szerkezeti változásokat. E jelenségek vizsgálata a napelemek egyik fejlesztései irányvonalában játszik fontos szerepet. Egy új izotópkigyőjtı-kamra üzembe helyezésének és elsı tesztméréseinek kivitelezését követıen szelén izotópokból vékonyfilm-mintákat készítettek. Ezt követte a minta további kémiai eljárásokban való feldolgozása. Ezáltal lehetıség nyílt az izotopikusan jelölt nanorészecskék elıállítására bioszintetikus módszerekkel stabil-izotópos nyomjelzésen alapuló kutatások számára. Detektálási és jelfeldolgozási technika Si, Ge, gyémánt és CdTe félvezetı, valamint GSO, LSO, LYSO, BaF 2 és CsI szcintillátorok esetében vizsgálták az elektronok karakterisztikus energiavesztési folyamatait visszaszórt elektronok energiaveszteségi spektroszkópiájával (REELS). Megállapították, hogy a különbözı energiavesztési folyamatok (plazmonok, sávközi átmenetek, óriásrezonanciák 14

15 keltése stb.) valószínőségeinek megoszlása detektoronként különbözı. Általában létezik egy domináns folyamat (pl. a plazmonkeltés Si és Ge esetén, az óriásrezonancia keltése több szcintillátorban), amely a primer energiapartíció révén behatárolja az elvileg elérhetı energiafelbontást. Ez alapvetı felismerés a jelenlegi detektorok teljesítıképességének magyarázata és az új detektoranyagok kutatása szempontjából. Az elektron-energiaveszteségi folyamatok valószínőség-sőrőségfüggvényének kísérleti REELS-spektrumokból történı meghatározására kidolgozott legfejlettebb modellek és algoritmusok alkalmazására és az eredmények összehasonlítására eljárást és felhasználóbarát programcsomagot fejlesztettek ki. A felületi és tömbi elektrongerjesztések differenciális valószínőségeinek az ismerete rendkívül fontos mind a felület közelében zajló elektrontranszport folyamatok jobb megértése, mind pedig a kísérleti elektronspektrumok pontos kiértékelése, illetve az anyag komplex dielektromos függvényének meghatározása szempontjából. CdTe félvezetı (gamma) detektorral kapcsolatban tanulmányozták a spektrális csúcsok kiszélesedéséért felelıs két tényezıt, a sugárzás által keltett, majd az elektródokon begyőjtött töltések szórását, valamint az elektromos zajokat. Mindkettı tényezıt a hımérséklet, a feszültség és a formáló erısítı idıállandójának függvényében vizsgálták. Megállapították, hogy létezik a fenti paramétereknek olyan, az adott rendszerre jellemzı kombinációja, amely a legjobb energiafelbontást biztosítja. Három dimenzióban érzékeny monolit szcintillációs detektor detektálási mechanizmusának elméletét dolgozták ki. A térkoordináták standard deviációját több különbözı fotodetektorszcintillátor elrendezésre kiszámították. Külön-külön megvizsgálták az elektronikus zaj és a szcintilláció során keletkezı fotonszám statisztikus ingadozásának a hatását a pozíciófelbontásra. LaBr 3 szcintill. detektor energia- és idıfelbontó, továbbá részecskediszkriminációs képességét vizsgálták kombinált, részecske gamma magfizikai detektorrendszer kifejlesztése céljából. LYSO szcintillátor és gyors fotoelektronsokszorozó felhasználásával felépítendı repülési-idı pozitronemissziós tomográf (TOF PET) kifejlesztése kapcsán vizsgálták az elérhetı idıfelbontást, különös tekintettel a elektronsokszorozók példányonként eltérı átlagos futási idıire és az egyetlen csövön belül tapasztalható, az elektronpályák szórásából származó futásiidı-szórásra. A Stockholmi Királyi Mőszaki Egyetem számára modernizálták - korszerő elektronikát és új adatgyőjtı, képrekonstrukciós és megjelenítı szoftvert alkalmazva - a meglévı Cardiotom Mark1 mobil tomográfiás gamma kamerát, amelyet jelenleg egyetemi oktatási célokra használnak. A hardver és szoftver komponensek az oktatási céloknak megfelelıen átláthatóak és egymástól jól szeparáltak a mőködés jobb megértése érdekében. Az Atomki ECR-laboratóriumában alkalmazott helyzetérzékeny detektorhoz korszerő nagy teljesítményő adatgyőjtı és OpenGL alapú képmegjelenítı szoftvert készítettek, amely a nagysebességő FPGA alapú adatgyőjtı elektronikával együtt Ethernet hálózaton keresztül képes a mérési adatok tárolására és megjelenítésére. A korábban kifejlesztett PalmtopMCA sokcsatornás analizátor adatgyőjtı és kiértékelı szoftverét továbbfejlesztették oly módon, hogy egy PC nemcsak egy, hanem több analizátort is képes egyidejőleg egymástól függetlenül kezelni. Sikerrel alkalmazták a PET-detektorok jeleinek feldolgozására kifejlesztett digitális jelfeldolgozót LaBr 3 szcintillációs detektorok jeleinek a feldolgozására. 15

16 Ionnyaláb-analitika Tovább bıvítették a régió légköri aeroszolterhelését jelzı, 15 évre visszatekintı adatbázist. Feltérképezték a debreceni aeroszol forrásait órás feloldást adó mintavételi technika, nukleáris analitika és statisztikai módszerek alkalmazásával. Nukleáris mikroszondán végzett egyedi szemcseanalízis segítségével meghatározták számos, a keletkezés (szaharai homok) vagy egészség (nehézfémmel szennyezett munkahelyi aeroszol) szempontjából érdekes aeroszolrészecske kémiai összetételét és eredetét. A Barringer meteor kráternél győjtött impakt anyagokat vizsgáltak szinkrotronra, pásztázó nukleáris mikroszondára és elektronmikroszondára alapozott mikroanalitikai eljárásokkal (micro-xanes, micro-pixe és ED-SEM). A vizsgálat eredményeibıl információt kaptak a kozmikus ütközés okozta geológiai metamorfózisról. Nagy laterális feloldású RBS-vizsgálatokat végeztek a nukleáris asztrofizikai csoport számára az asztrofizikai p-folyamat vizsgálatához elıállított céltárgyak összetételére, vastagságára és homogenitására vonatkozóan. Si/Cr multirétegekben vizsgálták az ionbeam-milling hatására létrejövı strukturális változásokat. Nagy laterális feloldással meghatározták az elemösszetételt, felületi topográfiát és a rétegek közötti diffúziót. Összehasonlító elemzéseket végeztek a mikro-rbs, Spektroszkópiai Ellipszometria és AES mélységi profilozás módszerek között. Kidolgoztak egy új kiértékelési módszert a Si pin fotodióda spektrális tulajdonságainak területszelektív implantációval történı módosításával nyert adathalmaz feldolgozására. Nagy laterális feloldással a hidrogéntartalom meghatározását végezték el biológiai mintákon, polimer fóliákon és H-nel telített Si/Ge multirétegek termikus diffúziója során. Szilícium mikroturbinát készítettek MTA-ATOMKI MTA-MFA együttmőködésben. Ez az elsı mozgó alkatrészt tartalmazó eszköz, amely protonnyalábos mikromegmunkálással (PBW) és szelektív porózus szilícium (PorSi) maratással készült. A munka nemzetközi visszhangját jelzi, hogy a PBW témában vezetı szerepet betöltı szingapúri csoport által üzemeltetett pbeam.com weboldalon már hivatkoznak rá. Poly-(dimethylsiloxane) (PDMS) polimerben melyet mások eddig öntıanyagként (replicating material) használtak direkt írásos mikromegmunkálással elsıként hoztak létre optikai struktúrákat (pl. optikai rácsok, Fresnel-lencsék stb.). A munka érdekességét jelzi, hogy a 2009-ben megjelent cikkre már két esetben érkezett külföldi érdeklıdés. A PBW-módszer alkalmazásaként egy mőködıképes mikroreaktort készítettek, és a mőködését demonstrálták. Környezetanalitika és kormeghatározás Továbbfejlesztették és ipari raktárépületek esetében a gyakorlatban is alkalmazták az építési területek radonveszélyességének meghatározására szolgáló mérési eljárást. Gázföldtani modellszámításokat végeztek a mofettagázok felszínközeli transzportjának a leírására. Eredményeiket alkalmazták a parádfürdıi Erzsébet Park Hotel száraz szén-dioxidfürdı gyógygázellátását szolgáló gáznyerı hely kialakítási koncepciójának kidolgozására. A Meteorológiai Világszervezet háttérlevegı-szennyezettséget mérı hálózatában az alapállomások kötelezı feladatává tették a légköri CO 2 -koncentráció folyamatos mérését. A mérésekbıl kiderült, hogy a légköri CO 2 -szint növekedési üteme széles sávban ingadozik, lényegesen nagyobb mértékben, mint az antropogén kibocsátás. Az okokról a vegetációval 16

17 borított kontinentális területeken végzett mérések, valamint a CO 2 izotópösszetételének ( 14 C, 13 C/ 12 C, 18 O/ 16 O) mérése mondhat többet. Az izotópanalitikai vizsgálatokhoz az Atomki munkatársai két folyamatosan üzemelı 14 CO 2 -mintavevıt telepítettek a Hegyhátsálon üzemelı meteorológiai állomás mérıtornyára 10 m és 115 m magasságban, és az OMSz munkatársaival közösen OTKA-támogatással (CK77550) bekapcsolódtak a kontinentális szintő háttérértékek havi mérésébe. Európában ez az elsı állomás, ahol egyidejőleg két magassági szinten mérik a légköri szén-dioxid biogén és fosszilis összetevıinek arányát. Kimutatták, hogy a kontinens belsejében a főtési szezonban a nagyvárosokban tapasztalt kb. 20 ppm fosszilis CO 2 -hozzájárulással szemben vidéki környezetben, téli idıszakban mindössze kb. 5 ppm fosszilis szén-dioxid-többlet jelentkezik a kb. 380 ppm háttér értékhez képest. Magyarország ICOS projekthez való csatlakozása esetén az állomás, ezzel együtt az Atomki a program fontos szereplıjévé válhat, hozzájárulhat a kontinentális szén-dioxid-háttér eredetének tisztázásához. Az NSF arizonai 14 C AMS-laboratóriumával együttmőködve radiokarbonmérésekkel kimutatták, hogy az eddigi feltételezésekkel ellentétben a romániai Csomád vulkán az utolsó 50 ezer évben nem egy, hanem két alkalommal is aktív volt: a korábbi mintegy 40 ezer évvel, az utolsó kitörés kb. 27 ezer évvel ezelıtt következett be. A romániai Porcika barlangból származó 2 m mélységő jég fúrómagban a tríciumtartalom alapján meghatározták a jégképzıdés sebességének változását az utolsó 60 évben. Míg 1958 és 1963 között mintegy 6,74 cm vastag jégréteg képzıdött évente, ennek üteme folyamatosan lassult, az utolsó évtizedben évente mindössze 0,54 cm jég rakódott le a barlangban. Ezt valószínőleg a felmelegedés és a csapadék idıbeli eloszlásának megváltozása okozza. A jelenség felhívja a figyelmet mind a klíma gyors változására, mind annak drasztikus következményeire. A munkában az Atomki, az ELTE Természetföldrajzi Tanszék, az MTA GKL és a román Emil Racovita Institue of Speleology munkatársai vettek részt. Rutinszerően használható méréstechnikává fejlesztették a 2005-ben az intézet Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratóriumában kifejlesztett Carbo-Sorb reagens alapú direkt abszorpciós elven mőködı LSC 14 C méréstechnikai újítást. Az új módszer akár évi alternatív 14 C analízisre adhat lehetıséget, mely jelentıs mérési kapacitásbıvülést jelent az Atomki laboratóriuma számára, és rendkívül költséghatékony megoldás lehet más laboratóriumok számára is. A nemesgáz-tömegspektrométerek érzékenysége általában függ az ionforrásban uralkodó nyomástól. Környezeti vízminták tríciumtartalmának meghatározását a trícium bomlása során keletkezı 3 He-tömegspektrométeres mérésére vezetik vissza. Az ionforrásban tríciummintából eredı 3 He és a beeresztı rendszer hátterében lévı hélium nyomása nagyságrendekkel kisebb, mint a kalibráció során alkalmazható legkisebb mennyiségő levegıbıl elválasztott hélium nyomása. Ez szisztematikus hibát okoz, amit korábban standardminták mérésével korrigáltak. Ezen szisztematikus eltérés kiküszöbölése céljából bevezettek egy új izotóphígításos eljárást: ismert mennyiségő tiszta 4 He-et adnak a beeresztendı mintához, ezáltal a tömegspektrométerben lévı összhélium parciális nyomása hasonló lesz a kalibráló hélium nyomásához. A 2009-ben mért több mint 50 ismert tríciumkoncentrációjú vízminta mérése megmutatta, hogy a korábbi szisztematikus hiba teljesen eltőnt, továbbá az 1 TU fölötti tríciumtartalmak esetén a mérési pontosság 2,3 %. Ezen izotóphígításos eljárás természetesen alkalmazható más tudományterületen elıforduló héliumminták mérésekor is, ahol a mintagáz nyomása és izotóp-összetétele jelentısen eltér a kalibráló mintagáz paramétereitıl. 17

18 Elfogadott tény, hogy az atomerımővek tríciumkibocsátása befolyásolja a csapadék tríciumkoncentrációját. Azt vizsgálták, hogy a 3 TBq/év tríciumkibocsátású paksi atomerımő környékén mennyire változik meg a csapadék tríciumtartalma. 56 csapadékmintázót telepítettek az erımő kéményeinek környékére, majd egy alkalmas esıesemény után összegyőjtötték azon vízmintákat, amelyek a kéményekbıl kiáramló, tríciumot tartalmazó csóván hullottak át. A csóvától távolabb hullott esıvízmintát is győjtöttek. Méréseikkel és modellszámításokkal kimutatták, hogy a lehulló csapadék tríciumtartalma csak az erımő szőkebb környezetében növekszik meg a kimosódás hatására. Az erımőtıl 5 km-nél messzebb hulló csapadék tríciumtartalmát az erımő kibocsátása már nem befolyásolja. A fákban végbemenı nedváramlás vizsgálatára két újabb, az intézetben kifejlesztett 4- csatornás termometriás nedváramlásmérı berendezést telepítettek a Debreceni Egyetem Síkfıkút Project területén. Ezáltal már összesen 20 fa nedváramlását tudták monitorozni a teljes tenyészidıszakban 1 5 perces idıfeloldásokkal a meteorológiai és talajtani mennyiségek, valamint a törzsek radiális növekedési sebességének mérése mellett. Néhány hetes idıközönként levélfiziológiai paraméterek mérése is történt. Újabb egyedülálló idısorokat kaptak a kocsánytalan (Quercus petraea) és cser (Quercus cerris) tölgyek, valamint különbözı hibrideik egyedeinek vízforgalmára vonatkozóan. Az eredmények sokparaméteres analízisei a tölgyfajok és hibrideik klímaváltozásra adott válaszainak jobb megértését teszik lehetıvé. Agyagásványok kormeghatározásából megállapították, hogy a Tisia déli részén (Papuk-hg., Szlavónia) a kisfokú és nagyon kisfokú metamorfózis a kréta korban játszódott le, az ausztriai és/vagy szubherciniai fázisokban. Az Aggtelek-Rudabányai hg.-ben a Telekesoldal kızeteit érintı nagyon kisfokú metamorfózis idısebb volt, a belsı-nyugati-kárpátok több akkréciós jellegő sorozatához hasonlóan az alsó-krétában ( Ma) játszódott le. Bazaltok vizsgálatával kimutatták, hogy a Hegyestő leucitja az alacsony hımérséklető elımelegítés során megváltoztatja szerkezetét, és emiatt adja le radiogén argontartalmának jelentıs részét. Elkülönítették a Cseh-Szász Érchegység Ti-tartalmú bazaltjai kitörésének fázisait. Nemzetközi antarktiszi expedíció keretében január-február hónapokban King George Island vulkáni területén analitikai munkákhoz szükséges mintagyőjtést végeztek. Elvégezték a Nyugati-Kárpátok neogén riolitos vulkanizmusának részletes kronológiai vizsgálatát. Adatbázis összeállítása és a fontos eredmények publikálása folyamatban van. Radiokémia Dél-afrikai együttmőködésben sikerült a 103 Pd elválasztását ródium céltárgyból termokromatográfiásan megoldani. Ugyancsak az együttmőködés keretében, valamint a dubnai EAI munkatársaival sikerült módszert kidolgozni nagy fajlagos aktivitású 117m Sn elıállítására dúsított 116 Cd céltárgyból. Mindkét radioizotóp ígéretes a radionuklidos tumorterápia számára. A paksi atomerımő radioaktív hulladékaiban elıforduló, nehezen mérhetı béta- és gammasugárzó radioizotópok (mint az 108 Ag, 79 Se és 107 Pd) radiokémiai elválasztására és mérésére dolgoztak ki új módszereket. A 11 C-radioizotóppal jelzett gázok szilárd katalizátoron végbemenı adszorpciójának tanulmányozására az Atomkiban kifejlesztett mini PET kamerát használták. Az elıkísérletek 18

19 eredményei igazolták, hogy a mini PET képalkotó módszer a heterogén katalízis vizsgálata során kiválóan alkalmas a katalitikus aktív helyek feltérképezésében. A 75 Br (T 1/2 =1,6 h, PET), 76 Br (T 1/2 =16,2 h, PET), radioizotópok elıállítási körülményeit vizsgálták természetes és dúsított ( 77,78,80 Se) izotóp összetételő szelénen protonok által keltett magreakciók segítségével. A radioizotópokat elıállító magreakciók hatáskeresztmetszetadatainak mérését az E p <66 MeV energiatartományban nemzetközi együttmőködés keretében végezték (ithemba LABS, Dél-Afrika, NIRS, Japán). Kompilálták és evaluálták az elérhetı irodalmi gerjesztésifüggvény-adatokat. Az illesztett adatokkal hozamszámolásokat végeztek a fenti izotópokra. Meghatározták a különbözı céltárgyakra vonatkozó optimális termelési paramétereket és az elérhetı hozamokat is. Hazai kutatási kapcsolatok III. Hazai és nemzetközi kapcsolatok bemutatása Az intézet kutatómunkájának minden területén széleskörőek a hazai együttmőködések. Ezek közül különösen jelentısek az alábbi intézményekkel való kapcsolatok: A részecske- és magfizika és alkalmazásai területén: az MTA RMKI, a Debreceni Egyetem (DE) Kísérleti Fizikai Tanszéke és Elméleti Fizikai Tanszéke, Növénytani Tanszéke, az MTA AEKI, a BME Nukleáris Technikai Intézete, a Szegedi TE, a DE Nukleáris Medicina Központja, NUKENRG Konzorcium. Az atomfizika és alkalmazásai területén: a DE Kísérleti Fizikai Tanszéke, Szilárdtestfizikai Tanszéke, Alkalmazott Kémiai Tanszéke, Fizikai Kémia Tanszéke és Fogpótlástani Tanszéke, a BME Kísérleti Fizikai Tanszéke, a Miskolci Egyetem Fizikai Tanszéke, a Veszprémi Egyetem Radiokémiai Tanszéke, az Alkaloida Kutató és Fejlesztı Kft, az MTA MFA és RMKI. A kondenzált rendszerek fizikájának területén: az MTA MFA, az MTA SZFKI, az MTA RMKI, az MTA SZTE Lézerfizikai Kutatócsoportja, a DE Szilárdtestfizikai Tanszéke és Fizikai Kémia Tanszéke, a Veszprémi Egyetem Radiokémiai Tanszéke, az ELTE Magkémiai Intézete, TKI Ferrit Kft, az MTA Kémiai Kutatóközpont, a Kraft Projekt Zrt., a Szegedi TE, a Paksi Atomerımő Zrt.. A detektálási és jelfeldolgozási technika területén: a DE Nukleáris Medicina Központja, a Mediso Kft. (Budapest), a DE Kísérleti Fizikai Tanszéke. Ionnyaláb-analitika területén: a DE több tanszéke és klinikája, az MTA MFA, az MTA SZFKI, az MTA RMKI, az MTA AEKI, az MTA Pannon Egyetemi Levegıkémiai Kutatócsoportja, a Szegedi TE Régészeti Tanszéke, az Országos Környezet-egészségügyi Intézet, az Országos Meteorológiai Szolgálat, DEOEC Bırgyógyászati Klinika. Környezetanalitika és kormeghatározás területén: az ISOTOPTECH ZRt., a DE, az ELTE, a Szegedi Tudományegyetem, a Pécsi Tudományegyetem és a Miskolci Egyetem több tanszéke, az MTA GKI, a MÁFI, az ELGI, az OKK-OSSKI, a VITUKI, a Paksi Atomerımő Zrt., a püspökszilágyi RHKT Kht., a MECSEKÉRC Környezetvédelmi ZRt., a MecsekÖKO Környezetvédelmi ZRt., az MTA Régészeti Intézete, a Magyar Nemzeti Múzeum, a Budapesti Történeti Múzeum, a Természettudományi Múzeum, a Fácies Bt., az Envicom 2000 Kft., a Hydrosys Kft., a Smaragd GSH Kft., az Enviroinvest Kft., a VIZITERV Environ Kft, Nyíregyháza, a BME Nukleáris Technikai Intézete, az ISOTOPTECH ZRt., az Országos Meteorológiai Szolgálat, a Scopia Bt., az AktAnal Bt., a RadAnal Bt. 19

20 A régészeti kutatások területén: az MTA Régészeti Intézete, a Budapesti Történeti Múzeum, a Magyar Nemzeti Múzeum és a hazai múzeumi hálózat több más intézménye. Radiokémia területén: a DE Nukleáris Medicina Központja. Részvétel a felsıoktatásban Az intézet 2009-ban megtartotta korábban is betöltött szerepét a felsıoktatásban, a Debreceni Egyetemmel fenntartott hagyományos kapcsolatait. Az Atomki kutatói a beszámolási idıszakban meghirdetett 44 kurzus keretében 756 tantervi óra megtartásával járultak hozzá a Debreceni Egyetemen (DE) folyó oktatáshoz. Két kutató a Szegedi Tudományegyetemen tartott egy 28 órás kurzust. A gyakorlati órák száma a DE-n 2009-ben 509 volt, 18 kurzus keretében. Az oktatásban összesen 39 kutató vett részt. A pregraduális képzésben elsısorban fizikus, fizika tanári, informatikus, programtervezı matematikus, környezettan, környezettudományi, valamint környezetgazdálkodási agrármérnök szakos hallgatóknak oktattak (elıadások, speciális laboratóriumi gyakorlatok, diplomamunkák). A beszámolási idıszak folyamán 9 PhD-, 12 diplomamunkás és 4 TDK-hallgató dolgozott az intézetben, a témavezetésre fordított órák száma összesen 1822 volt. A Nukleáris képalkotás címő tárgyat az intézet a DE Fizikai Intézetével és Informatikai Karával közösen hirdette meg. A kurzus célja, hogy áttekintést adjon a nukleáris fizika számos gyakorlati alkalmazásában fontos szerephez jutó különbözı képalkotó eljárásokról. A DE TTK kihelyezett Környezetfizikai Tanszéke helyileg az Atomki területén mőködik. A tanszék a csökkenı létszámú fizika szakos hallgatók mellett jelentıs számú környezettan tanári, valamint környezettudomány szakos hallgató képzésében vesz rész. Nemzetközi kapcsolatok A több intézményre kiterjedı nemzetközi programokban való részvétel, valamint az államközi és a MTA által kötött egyezményekre alapozott együttmőködés (l. IV. fejezet) mellett az intézet nemzetközi kapcsolataiban lényeges szerepet tölt be az intézetközi megállapodásokon alapuló, valamint az alkalmi, informális együttmőködés is. Ilyen együttmőködések voltak: a magfizika és alkalmazásai körében 22 ország kutatóhelyeivel 36 témában; az atomfizika és alkalmazásai területén 21 ország kutatóhelyeivel 39 témában; a detektálási és jelfeldolgozási technika területén 5 ország kutatóhelyeivel 6 témában; ionnyaláb-analitika területén 6 ország kutatóhelyeivel 7 témában; környezetanalitika és kormeghatározás területén 11 ország kutatóhelyeivel 13 témában. IV. Fontosabb elnyert hazai és nemzetközi pályázatok rövid értékelése Az Atomkiban a 2009 folyamán mővelt OTKA-pályázati témák száma 12, az NKTHpályázatiaké 3 volt. Az intézet 13 EU-projektumban, valamint nemzetközi összehasonlító programokban és gyakorlatokban (ESIR, VIRI, EURATOM, TRI-TOFFY, TRIC2008) vett részt. Fontos szerepe van az intézet mőködésében annak, hogy egy kutatója révén elnyerte az Európai Kutatási Tanács egyik ( évekre vonatkozó) Starting Grant pályázatát. Államközi (TéT) egyezményeken alapuló, pályázati rendszerben támogatott együttmőködési kapcsolatok voltak 14 témában argentin, cseh, dél-afrikai, francia, horvát, indiai, osztrák, szlovák kutatóhelyekkel. 20